深圳醫(yī)用鈦材料
純鈦、鈦合金等醫(yī)用材料、316LVM、4441或X30CrMoN151等植入物用不銹鋼、導(dǎo)桿、導(dǎo)絲不銹鋼我們的材料組合包括市場上公認的可植入不銹鋼。它們具有高的疲勞強度,極高的純潔度并且具有生物相容性。
TibasedAlloyasBiomedicalMaterial醫(yī)用鈦合金材料是目前已知的生物親和性的金屬之一,上世紀(jì)40年代以來,鈦和鈦合金材料逐漸在臨床醫(yī)學(xué)中獲得應(yīng)用。1951年,人類開始用純鈦制作接骨板和骨螺釘。20世紀(jì)70年代中期,鈦及鈦合金材料開始獲得廣泛的醫(yī)學(xué)應(yīng)用,成為最有發(fā)展前景的醫(yī)用材料之一。目前,鈦和鈦合金材料主要應(yīng)用于整形外科,尤其是四肢骨和顱骨整復(fù),被用以制作各種骨折內(nèi)固定器械、人工關(guān)節(jié)、頭蓋骨和硬膜、人工心臟瓣膜、齒、牙床、托環(huán)和牙冠。其中,醫(yī)用應(yīng)用最多的鈦合金材料是TC4(Ti6A14V),該合金在室溫下具有а十β兩相混合組織,通過固溶處理和時效處理,可使其強度等力學(xué)性能顯著提高。
結(jié)合國內(nèi)外當(dāng)前的研究現(xiàn)狀,得出生物醫(yī)用鈦合金材料未來發(fā)展的方向如下:單晶生物醫(yī)用鈦合金,沿某一方向生長獲得的單晶材料可獲得接近人體骨的彈性模量,用這種單晶制作植入體具有更好的彈性模量匹配;
作為植入醫(yī)療器械的重要材料,醫(yī)用鈦及鈦合金已廣泛應(yīng)用于骨科、口腔科等臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
3醫(yī)用鈦合金和鎳鈦形狀記憶合金1醫(yī)用鈦合金與其他醫(yī)用金屬材料相比,鈦合金最顯著性能特點是密度較小、彈性模量值較低,約為其他醫(yī)用金屬材料的一半,密度接近人體硬組織,因此在骨科領(lǐng)域應(yīng)用較廣。20世紀(jì)50年代美國和英國首先將純鈦用于生物
鈦合金作為醫(yī)用材料的優(yōu)勢
醫(yī)用鈦合金的優(yōu)勢[2]生物相容性:與人體發(fā)生最小的生物學(xué)反應(yīng),無毒無磁,作為人體植入物,對人體無毒副作用。力學(xué)性能:高強度、低彈性模量,既滿足力學(xué)要求,又與人體自然骨彈性模量相近,可減少應(yīng)力屏蔽效應(yīng),更有利于人骨的生長愈合。
與之相反,鈦合金的應(yīng)用迅速普及,主要因為鈦合金用于生物醫(yī)用材料主要有以下幾個優(yōu)點P:密度小,密度比不銹鋼輕44%,顯著降低植入后人體負荷量。抗腐蝕性好,在特定環(huán)境下(氧化性或中性溶液),鈦表面能形成耐腐蝕的穩(wěn)定氧化膜。
醫(yī)用鈦合金做醫(yī)療器械的好處是:器械輕巧,手術(shù)過程中可減少對血管、肌肉、器官的損傷,減少醫(yī)生的疲勞,醫(yī)用鈦器械更適于做精細的顯微外科手術(shù);.耐蝕性好又無毒,設(shè)備不生銹,傷口不易感染,傷口愈合快;
Ti及鈦合金具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐腐蝕性能、良好的生物相容性等優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[1~3]。
醫(yī)用鈦合金材料頭蓋骨,鈦及鈦合金材料的密度在5g/cm3左右,幾乎僅為不銹鋼和鈷合金的一半,密度接近人體硬組織,且其生物相容性、耐腐蝕性和抗疲勞性能都優(yōu)于不銹鋼和鈷合金,是目前的金屬醫(yī)用材料。
傳統(tǒng)醫(yī)用鈦合金的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)主要為強度與彈性模量。隨著外科植入物在臨床的不斷應(yīng)用,新型生物醫(yī)用鈦合金的設(shè)計要求也隨之提高,不僅需要考慮合金元素的生物相容性、細胞毒性等生物安全性指標(biāo),而且針對不同的人群提出可拆卸或長期植入的理念。
使用鈦及鈦合金作為人體植入物的優(yōu)勢主要有:密度(20℃)5g/cm3,質(zhì)輕。植入人體內(nèi):減輕人體負荷量,作為醫(yī)療器械:減輕醫(yī)務(wù)人員操作負荷。彈性模量低,純鈦為108500MPa,植入人體內(nèi):與人體自然骨更接近,利于接骨,減少骨頭對植入物的應(yīng)力屏蔽效應(yīng)。無磁性,不受電磁場和雷雨天氣影響,利于使用后的人體安全。無毒性,作為植入物對人體無毒副作用。抗腐蝕性(生物惰性金屬材料),在人體血液的浸泡環(huán)境中有優(yōu)異的耐腐蝕性能,保證與人體血液及細胞組織的相容性好,作為植入物不產(chǎn)生人體污染,不會發(fā)生過敏反應(yīng),這是鈦及鈦合金應(yīng)用的基礎(chǔ)條件。
醫(yī)用鈦材料分類
生物醫(yī)用鈦合金按材料顯微組織類型可分為α型鈦合金(如純鈦系列)、α+β型鈦合金(如Ti6Al4V等)和β型鈦合金(如Ti12Mo6Zr2Fe等)以及TiNi形狀記憶鈦合金四大類,與醫(yī)用不銹鋼和鈷基合金相比,它們具有比重小、比強度高、彈性模量較低、耐腐蝕、易切削加工以及較好的生物相容性等特點。生物醫(yī)用鈦合金材料的研究開發(fā)現(xiàn)狀生物醫(yī)用鈦及其合金的發(fā)展可分為三個時代:個時代以純鈦和Ti6A14V為代表,第二個時代是以T巧A15Fe和Ti6A17Nb為代表的新型d+B型合金,第三個時代則是一個開發(fā)與研制更好生物相容性和更低彈性模量鈦合金的時代,其中以對B型鈦合金的研究最為廣泛。
本文簡述生物醫(yī)用鈦合金分類,基本性能和應(yīng)用基礎(chǔ);指出了其在醫(yī)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢;并綜述了新型β鈦合金的基本加工制備方法和性能評價方法。關(guān)鍵詞:醫(yī)用鈦合金;
醫(yī)用鈦材料加工
1醫(yī)用鈦合金材料的加工制備1醫(yī)用鈦合金材料加工制備技術(shù)概述任何新型的醫(yī)用鈦合金材料設(shè)計定型后,只有易加工成不同形狀和規(guī)格的板、管、棒、條等常規(guī)材料,才能滿足不同外科植入物產(chǎn)品的后續(xù)精密加工需要。
本文從醫(yī)用鈦合金材料合金設(shè)計、物理冶金、材料加工、組織與性能、表面改性、先進制造及臨床應(yīng)用等諸方面進行綜述,并介紹了作者研發(fā)團隊的進展,展望了未來發(fā)展趨勢及待解決的問題。
這些因素已經(jīng)成為新一代生物醫(yī)用鈦合金材料設(shè)計的基本要求。1國內(nèi)外新型醫(yī)用鈦合金的設(shè)計方法作為鈦合金體內(nèi)植入材料,目前的研究主要集中在β型鈦合金上。而對于新型醫(yī)用低彈性模量β型鈦合金的設(shè)計理論而言,大多采用Mo當(dāng)量、Kβ穩(wěn)定化系數(shù)、d電子合金設(shè)計理論、平均電子濃度e/a、性原理和分子軌道理論等方法進行合金成分的設(shè)計和組織性能的預(yù)測。
鈦合金熱傳導(dǎo)率低、加工硬化嚴(yán)重、與刀具的親和性高、塑性變形小等4個特點是造成鈦合金難以加工的本質(zhì)原因。其被切削指數(shù)只相當(dāng)于易削鋼的20%。
用于醫(yī)療技術(shù)的加工部件有時意味著處理由鈦、鈷鉻合金或不銹鋼等難以加工的材料制成的非常小的復(fù)雜部件,并且不會忽視高尺寸精度。加工如此復(fù)雜的骨科零件,必須更換人體骨骼和關(guān)節(jié),這是一項極其復(fù)雜的任務(wù)。對于現(xiàn)成加工的組件,必須移除大量材料。由于所使用的工件材料只能以低于鋼的加工參數(shù)進行加工,這使得加工過程非常昂貴。出于這個原因,一些工件靠近輪廓進行預(yù)成型,這反過來又需要復(fù)雜且因此昂貴的夾緊裝置。另一個增加加工復(fù)雜性的因素是所需的公差。
醫(yī)用鈦材料要啥資質(zhì)
中國國家標(biāo)準(zhǔn)《外科植入物用鈦及鈦合金加工材》中國國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T138102007,牌號有:TA1ELI、TATATATATCTC4ELI、TC20.品種有:板材0.8~25mm;棒材0~90mm;絲材0~0mm;
醫(yī)用金屬材料(鈦合金、不銹鋼、鈷基合金等)因具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能、加工成形性能和臨床使用的可靠性,在骨科、齒科、管腔支架等臨床領(lǐng)域獲得大量應(yīng)用,如心血管支架、骨折固定器械、人工關(guān)節(jié)、脊柱矯正、牙種植體等。隨著我國逐漸步入老齡化社會,心腦血管疾病、骨質(zhì)疏松性骨折、牙缺失等問題日益增多,用于人體組織器官修復(fù)和替換的金屬醫(yī)療器械扮演著的重要角色。然而,醫(yī)療器械引發(fā)的細菌感染問題已成為臨床上長期存在的痛點問題。針對金屬植入器械引發(fā)感染的重要臨床問題,中科院金屬所楊柯、任玲研究團隊提出了發(fā)展抗菌醫(yī)用金屬的創(chuàng)新思想。近期,團隊研發(fā)的抗菌TiCu牙種植體、抗菌Ti6Al4VCu骨折固定器械在口腔、骨科等領(lǐng)域中的應(yīng)用研究取得重要進展。
幾種生物醫(yī)用金屬材料的研究與應(yīng)用.在臨床已經(jīng)使用的醫(yī)用金屬材料主要有鈷基合金、鈦基合金、不銹鋼、形狀記憶合金、貴金屬、純金屬鈮、鋯、鈦、鉭等。
本實驗采用的醫(yī)用鎳鈦材料是NitinolSE508鎳鈦管(FurukawaTechnoMaterial),該材料是近等原子比鎳鈦合金,其成分符合ASTMF2063—18的要求(Ni的原子分數(shù)為44%~50%,對應(yīng)的質(zhì)量分數(shù)為55%~50%),如表1所示。
理想的生物醫(yī)用鈦合金材料[15]必須滿足有以下條件:良好的生物相容性、彈性模量低、密度低、防腐性能好、無毒、屈服強度高、疲勞壽命長、室溫下有較大的塑性、易成形、易鑄造等。而目前一直廣泛應(yīng)用于植入物材料的重要合金為Ti6A14V和Ti6A14VELI。有文獻報道[1619]V元素可引起惡性組織反應(yīng),可能對人體產(chǎn)生毒副作用,Al則會引起骨質(zhì)疏松和精神紊亂等病癥;為了解決此問題,當(dāng)前生物材料學(xué)家便致力于探索與研究不含V、Al的新型生物醫(yī)用鈦合金材料,在此之前很有必要搞清楚什么樣的合金元素是適合添加的既無毒又符合生物相容性原理的。
請教各位大神:我公司生產(chǎn)三類醫(yī)療器械產(chǎn)品,現(xiàn)有營業(yè)執(zhí)照、三類器械的生產(chǎn)許可證等證件。
辦理程序:申請.材料審查受理.現(xiàn)場檢查報省局認證范圍:指所生產(chǎn)的品種申報材料:《藥品(醫(yī)用氧)生產(chǎn)許可證》、《企業(yè)法人營業(yè)執(zhí)照》復(fù)印件;自查報告;組織機構(gòu)圖;
醫(yī)用鈦合金材料怎么樣
醫(yī)用鈦及鈦合金材料的優(yōu)勢已經(jīng)被醫(yī)學(xué)界認可,也被越來越多的患者接受,考慮到戰(zhàn)爭的因素、運動創(chuàng)傷的因素和人民生活水平提高的因素等,鈦及鈦合金作為人體植入物的增長空間很大,勢必成為鈦應(yīng)用發(fā)展中新的經(jīng)濟增長點。
另外,醫(yī)用鈦合金還是輔助康復(fù)器械的重要材料,如可制作輪椅、拐杖、夾板、醫(yī)療儀器等。0廣泛應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)材料據(jù)有關(guān)文獻報道,每年世界上大約有1億病人患有膝關(guān)節(jié)和臂關(guān)節(jié)等有關(guān)炎癥,進行替換手術(shù)治療勢在必行,因此具有優(yōu)良替換功能的鈦合金為此帶來福音。
醫(yī)用鈦合金材料頭蓋骨,鈦及鈦合金材料的密度在5g/cm3左右,幾乎僅為不銹鋼和鈷合金的一半,密度接近人體硬組織,且其生物相容性、耐腐蝕性和抗疲勞性能都優(yōu)于不銹鋼和鈷合金,是目前的金屬醫(yī)用材料。鈦及鈦合金材料與人體的親和性,源于植入后
質(zhì)輕;彈性模量低;無磁性;
鈦及鈦合金作為外科植入物材料應(yīng)用具有很多優(yōu)點,如密度小、強度高、韌性好、生物相容性好、無毒、彈性模量低、良好的耐蝕性、低X射線吸收率等,因而在醫(yī)用金屬材料中占有越來越重要的地位。鈦及其合金可用于人體硬組織修復(fù)和替換,或用于心血管和軟組織修復(fù)以及人工器官的制造,是一種與人的生命和健康密切相關(guān)的特殊功能材料。目前,已成為人工關(guān)節(jié)、人工骨、斷骨固定器、脊骨矯正桿、骨髓內(nèi)釘、人工心臟瓣膜、牙科植入物、頭蓋骨等替換或修復(fù)產(chǎn)品的優(yōu)選金屬材料。世界人口近65億,全球老齡化問題十分嚴(yán)重。據(jù)FS公司資料顯示,全球骨科植入器械市場近5年的復(fù)合增長率約4%,預(yù)計到2015年將達到277億美元,而中國骨科植入器械市場將增長到166億元,年復(fù)合增長率達11%。
醫(yī)用鈦是金屬嗎
鈦及鈦合金與人體的親和性,源于植入后其表面致密的氧化鈦(TiO2)鈍化膜具有誘導(dǎo)體液中鈣、磷離子沉積生成磷灰石的能力,表現(xiàn)出一定的生物活性和骨結(jié)合能力,尤其適合于骨內(nèi)埋植。鈦及鈦合金缺點是硬度較低,耐磨性差。若磨損發(fā)生,首先導(dǎo)致氧化膜破壞,隨后磨損的顆粒腐蝕產(chǎn)物進人體組織,尤其是Ti-6A1-4V合金中含有毒性的釩(V)可導(dǎo)致植入物的失效。為了改善鈦及鈦合金的耐磨性能,可對鈦及鈦合金制品表面進行高溫離子氨化或離子注入技術(shù)處理,強化其表面耐磨性。近年來,開發(fā)出的一些新型鈦合金(主要是β型合金),都注重減少了對人體有一定危害的元素,例如V和Al,有效地改善了鈦合金的生物相容性。
醫(yī)用鈦及鈦合金是金屬材料,應(yīng)用廣泛。,醫(yī)用鈦合金有哪些應(yīng)用?醫(yī)用鈦合金是目前已知的生物親和性的金屬之一,上世紀(jì)40年代以來,鈦和鈦合金逐漸在臨床醫(yī)學(xué)中獲得應(yīng)用。1951年,人類開始用純鈦制作接骨板和骨螺釘。20世紀(jì)70年代中期,鈦及鈦合金開始獲得廣泛的醫(yī)學(xué)應(yīng)用,成為最有發(fā)展前景的醫(yī)用材料之一。目前,鈦和鈦合金主要應(yīng)用于整形外科,尤其是四肢骨和顱骨整復(fù),被用(以)于制作各種骨折內(nèi)固定器械、人工關(guān)節(jié)、頭蓋骨和硬膜、人工心臟瓣膜、齒、牙床、托環(huán)和牙冠。
總的來說,鈦是一種堅硬耐用的金屬,已經(jīng)成為各種醫(yī)療器械制造的常用材料。,什么是生物醫(yī)用β鈦合金?1990年-至今:90年代初期開發(fā)個具有更好生物相容性和更低彈性模量的β鈦合金Ti13Nb13Zr,從此開啟了具有優(yōu)異性能的生物醫(yī)用β鈦合金的開發(fā)和使用。[3-4]近年來,鈦及其合金以整形外科、牙科及各種醫(yī)療器械為中心,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到空前的快速發(fā)展。
醫(yī)用鈦絲是什么材料
醫(yī)用鈦合金作為一種新型合金,同時也是一種載體材料,被廣泛應(yīng)用于肢體植入、替代性功能材料、牙科、醫(yī)療器械等相關(guān)領(lǐng)域。鈦及鈦合金有:耐蝕性好、比強度高、彈性模量較低、耐疲勞、生物相容性好等特點。